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基于有限频层析成像的证据分析华南地区上地幔P波三维速度结构和动力学意义(地质勘探论文) 基于有限频层析成像的证据分析华南地区上地幔P波三维速度结构和动力学意义(地质勘探论文)

格式:word 上传:2023-05-06 00:15:00

《基于有限频层析成像的证据分析华南地区上地幔P波三维速度结构和动力学意义(地质勘探论文)》修改意见稿

1、“.....中心位于华夏块体下方的低速结构异常本研究反演获得的地幔速度异常结构以模型为基准,结果展示了反演出的速度结构相对于基准速度模型的扰动波的反演结果显示图,研究区域南部存在显著的低速异常结构异常体清晰的存在于以南至的范围内这低波速异常出现在华夏块体下方深部表示添加在理论走时上的符合高斯分布的噪声本文中的极值对波成像设臵为考虑研究区域的噪声水平,我们设臵噪声项满足标准差为的标准正态分布检测板测试使用与真实数据反演完全相同的反演参数,包括阻尼因子和平滑因子结果如图和图所示首先,在水平剖面上,清晰的反演出了地震波速度异常尺度在的异常结构输入模型在不同深度,和的速度扰动反演清晰图模型直至上地幔底部都具有较高的分辨率波速度模型图中输入的速度扰动都可分辨清晰在深度约位臵......”

2、“.....模型很好地恢复了研究区域下方的输入速度模型在垂直剖面上,我们观测到检测板测试出现轻度的向东南方向伸展的模糊这是由于在研究区域的东南方向,存在大量的地震分布,因此的模型参数化方式进行棋盘格测试,将研究区域划分为网格,对波速度结构进行反演网格在经度方向上跨越的范围,在纬度方向上跨越范围,网格的中心点位于位臵在深度上,网格最深部达到大约为,深度方向上网格尺度大约为,我们假设每个网格内部具有几乎完全相同的波速,只在网格边界上存在平滑阻尼最小乘方法被应用于速度结构反演反演的算法可以用如下公式进行表述其中,是个权重矩阵,表示记录数据的总数矩阵是单位矩阵,是模型参数的总数是阶平滑矩阵ε为阻尼系数η表示平滑系数反演问题可以由算法解决......”

3、“.....方面需要保证足够大,足以将模型的扰动限制在可以接受的范围内另方面,过大的参数会引起数据拟合的误差扩大阻尼因子的参数曲线如图所示根据型经验曲线的基于有限频层析成像的证据分析华南地区上地幔波三维速度结构和动力学意义地质勘探论文频近似假设对高频近似假设的修正可以有效的提高反演效果修正后的地震波形可表示为,其中,表示真实地震记录波形表示高频近似下的地震记录波形表示散射对波形的扰动影响散射波的扰动会对地震波的实际到时造成影响基于近似,我们对第菲涅耳带内的地震波到时扰动进行如下表示,通过式,地震波到时扰动与地下介质的波速扰动的关系可以清晰的表达其中,表示维敏感核相比于射线理论,这是种更加精准的表达它将地震波走时表示为敏感核附近的贡献的总和......”

4、“.....而且与地震波频率有关,可以由下式表达,其中,表示通过散射点的射线路径的到时相对于原始路径到时差表示扰动中几何传播造成的影响为功率谱,这项反映了互相关中的频率影响式中的范围中台网的东西范围大约横跨,南北范围横跨型号为和为了保证更高的信噪比获得更清晰的体波震相,我们选取地震震级大于源深度小于的地震事件进行数据截取图选择震中距离在范围内的地震事件,以最大限度地减少地幔过渡带和核幔边界的衍射震相的干扰手动挑选了高中低频个波段频带为和的波形相对到时数据由巴特沃思滤波器进行滤波我们通过多通道互相关,在不同频段单独对波形数据手动对齐并获得相对倒时差,数据对齐提取相对到时的时间窗被设臵为低频,中频和高频为了保证数据质量,低信噪比的数据被移除对应低频中频和高频波数据分别选择为和作为信噪比的阈值另外,还剔除了有效台站记录数量不足的地震事件以及时间的记录最终......”

5、“.....中频和个低频波些地球物理的观测发现,华南地区下方存在显著的地幔流活动,然而地幔流的来源的流动形态目前尚不清楚相比而言,华南北部的秦岭大别造山带受到复杂的构造演化机制的作用,经历了俯冲碰撞拼接的复杂演化流程在秦岭大别造山带的演化过程中,些俯冲块体留存在地幔中,至今,秦岭大别造山带已经演化成为华南块体北侧重要的构造边界,此外,古太平洋的俯冲滞留依然广泛存在于中国东部区域下方的地幔中,华南区域下方的构造动力学机制也受到古太平洋俯冲残留的影响华南区域目前理论上的地球动力学模型包括但不限于扬子克拉通西部地幔上涌驱动的阶地幔流俯冲带引起的地幔楔环流俯冲平板的破碎剥离引发的地幔流动,另外......”

6、“.....通过有限频层析成像技术,反演获得了华南地区上地幔的高分辨率波维速度模型结果显示,大致以江南造山带为界,研究区域南部的华夏块体的大部分区域上地幔存在个清晰的低速异常构造,而研究区北部的扬子克拉通的大部分区域上地幔则存在高速异常结构,并且这些速度异常体都向下延伸到地幔转换带个重要的结果是在处观测到通过界面的上涌流,并且在上升的过程中逐渐向西和向北扩展,显示为华夏块体深部深度的大范围低速异常,可能为华夏块体广泛分布的新生代岩浆活动提供深部来源更重要的是华夏块体通过界面上涌流在上涌的过程中向北延伸,越过江南造山带侵入到扬子克拉通的南部地区,造成了扬子克拉通较厚的岩石圈对应的高速异常体向南倾斜的假象最后,位于郯庐断裂的南端以东的扬子克拉通岩石圈已经被活化,即被来自南部热的软流圈物质替而代之同时......”

7、“.....在秦岭大别造山带东端郯庐断裂的南端下方,似乎有来地幔转换带的热地幔物质上涌,直到深度图剖面结论本文利用个流动地震台站的连续地震波形记录,通过有限频层析成像技术,反演获得了华南地区的高分辨率波维速度模型结果显示,大致以江南造山带为界,研究区南部华夏块体上地幔大部分存在个清晰的低速异常构造,而研究区北部扬子克拉通上地幔则大部分表现为高速异常结构,且南部的低速体和北部的高速体都向下延伸到地幔转换带在深度范围内,这种以江南造山带为界南部低速而北部高速的分布特征最为清晰在华夏块体下方地幔转换带深度范围观测到比较强的低速异常体,指示华北地区地幔转换带中广泛存在的高速异常体没有向南延伸到华夏块体而在华夏块体下方地幔转换带的低速异常体对应的热的地幔物质可能在处通过界面进入上部地幔,并且在上升的过程中逐渐向西和向北扩展......”

8、“.....图展示的几条垂直剖面清晰地揭示了个很重要的现象在南部华夏块体处通过界面进入上部地幔的热物质图,剖面,在继续上涌的过程中,有部分向北越过江南造山带侵入到扬子克拉通较厚的岩石圈,而且可以直达到上地幔顶部以上的深度图位于的和位于的剖面图的和剖面多数前人的研究根据地质学观测认为尽管南部的华夏块体可能被后期的构造岩浆活动改造,而江南造山带以北的扬子克拉通仍然保持其克拉通的基本特征较厚的岩石圈,岩浆活动缺乏,较低的地震活动等然而,本研究基于台流动地震台阵数据反演获得的高分辨率上地幔维波速度结构清晰的刻画了扬子克拉通南部被江南造山带以南的热上地幔流所侵入改造的现像图和图类似的克拉通岩石圈被热上地幔流侵入改造的现象在鄂尔多斯西南角也被流动地震台阵探测到,图展示的位于通过界面进入上部地幔图的红色圆圈......”

9、“.....但是这部分地区已经在本研究反演可以分辨的有效区域的边缘或者超出,因此,我们在此不做过多的评论,仅希望为今后更大范围包括华南地区和南海海盆的地震台阵反演研究提供有价值的线索另外,有关在华夏块体下方地幔转换带内低速异常体的起源问题,我们认为可能是与目前为止颇有争议的海南地幔柱有关联因为,我们前期的大区域尺度的地震层析成像研究,显示在华北和华南的北部以北,地幔转换带存在较强的高速异常体,被解释为后撤的西太平洋板块包括菲律宾海洋板块残留碎块的堆积因此,本研究观测到的以南的地幔转换带的低速异常不应该与西太平洋板块的俯冲和后撤作用有关联,而只能是和来自南部的南海海盆的演化和可能存在的海南地幔柱有直接了检测图,模型中输入了与观测结果同等尺度和强度的速度异常体,在本文使用的模型中......”

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